Question

【題目】二氧化碳和氨是重要的化工產(chǎn)品，是純堿工業(yè)、制造硝酸、銨鹽和氮肥等的原料．
（1）CO2的電子式是 ．
（2）以NH3與CO2為原料合成尿素[化學(xué)式為CO（NH2）2]的主要反應(yīng)如下：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=﹣l59.5kJmol﹣1
②NH2CO2NH4（s）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJmol﹣1
③H2O（1）═H2O（g）△H=+44.0kJmol﹣1
寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）NH3和O2在鉑系催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng)：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905kJmol﹣1不同溫度下NO產(chǎn)率如下圖1所示，由此圖可知溫度對NO產(chǎn)率的影響規(guī)律為 ， 請用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論解釋其原因： ．

（4）以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如圖2所示，在使用過程中石墨I電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，有關(guān)石墨I電極反應(yīng)可表示為 ．

（5）已知常溫下NH3H2O的電離平衡常數(shù)K=1.75×10﹣5 ， H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4.4×10﹣7 ， K2=4.7×10﹣11 ． 常溫下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液顯（填“酸性”、“中性”或“堿性”）；計算反應(yīng)NH4++HCO3﹣+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol
（3）145℃到900℃時，NO產(chǎn)率隨溫度升高而增大；溫度高于900℃時，平衡向左移動
（4）NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5
（5）堿性；1.3×10﹣3
【解析】解：（1.）二氧化碳是碳原子和氧原子間通過共價雙鍵形成的非極性分子，碳原子和氧原子均達到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以答案是： ；
（2.）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2 NH4（s）△H=+l59.5kJmol﹣1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=﹣116.5kJmol﹣1
③H2O（l）=H2O（g）△H=﹣44.0kJmol﹣1
依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算①+②﹣③得到CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol；
所以答案是：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol；
（3.）145℃到900℃時，NO產(chǎn)率隨溫度升高而增大；對于放熱反應(yīng)，溫度升高，則化學(xué)平衡向逆向移動，所以氨氣的產(chǎn)率減小，
所以答案是：145℃到900℃時，NO產(chǎn)率隨溫度升高而增大；溫度高于900℃時，平衡向左移動；（4.）以NO2、O2、熔融NaNO3組成的燃料電池裝置如下圖所示，在使用過程中石墨I電極反應(yīng)生成一種氧化物Y，二氧化氮在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高為+5價，氧化物為N2O5 ， 反應(yīng)的電極反應(yīng)為：NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5；
所以答案是：NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5；
（5.）根據(jù)鹽類水解規(guī)律，已知NH3 ． H2O的電離平衡常數(shù)K=1.75×10﹣5 ， H2CO3的電離平衡常數(shù)K1=4.4×10﹣7 ， K2=4.7×10﹣11 ， 所以碳酸氫根的水解程度更大，所以NH4HCO3顯堿性；反應(yīng)NH4++HCO3﹣+H2O═NH3 ． H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K= = = =1.3×10﹣3；
所以答案是：堿性；1.3×10﹣3 ．
【考點精析】關(guān)于本題考查的弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡，需要了解當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時平衡移動的規(guī)律符合勒沙特列原理才能得出正確答案．